（交通运输规划与管理专业论文）供应链环境下的物流配送中心选址研究.pdf

摘要 供应链运作的全球化使得现代物流在当今世界范围内成为成长最为迅速的产 业之一，而供应链的绩效在很大程度上取决于其结构是否合理。作为供应链关键 部分的配送中心，链接着供应链的供需两方，决定了供应链的流通费用和效率。 然而在我国由于现代物流理论研究相对滞后于物流实践的需要，大多数供应链环 境下的配送中心选址是凭经验做出的想当然的决策，或者是只注重短期效益的决 策，不仅不利于长期发展，而且造成的极大资源浪费。因此对配送中心选址进行 研究具有较大经济意义和现实意义。所以，本论文针对供应链环境下的配送中心 选址的方法进行了研究，提出了改进的方法。 本论文主要对供应链环境下的配送中心选址理论探讨的基础上对配送中心常 规选址方法、单配送中心选址、多配送中心选址等基本问题进行研究。在配送中 心常规选址方法研究中，在对影响供应链环境下配送中心选址的多种因素进行详 细分析，以及配送中心选址应遵循的几个原则进行归纳的基础上，对配送中心选 址中常用的选址方法如重心法、鲍姆尔一沃尔夫法、混合整数规划法和层次分析 法等进行分析，并给出它们的优缺点和适用范围，它们应用于实际问题时尽管会 表现出一定的缺陷，但都会有一定的使用价值。就单配送中心选址而言，在分析 常用配送中心选址方法优缺点和适用范围的基础上，结合供应链优化下配送中心 选址复杂性，提出了用中位法来进行单配送中心选址。对于多配送中心选址，在 中位法选定配送中心候选点的基础上，把多配送中心选地址问题看做是一个指导 者一跟随者问题，把选址规划者和分销商联系起来考虑问题，并把建成后的竞争问 题也考虑其中，采用双层规划来建立选址模型，并采用混合遗传算法来求解上层 规划，使得配送中心选址更有实际意义和指导作用，对未来配送中心的建设提供 参考。 论文的研究为供应链环境下配送中心选址提供了一个很好的方法，保证选址 的科学性和准确性，使得选址决策更具有可行性。鉴于此本论文创新性地提出了： ( 1 ) 将绝对中位点选址方法用于配送中心选址；( 2 ) 将建成后的竞争考虑到了模 型中。在一定程度上为供应链环境下配送中心选址的科学决策提供了参考依据。 关键词：供应链环境；配送中心选址；中位法；双层规划；遗传算法 a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a l i z a t i o no ft h es u p p l yc h a i no p e r a t i o n ，m o d e ml o g i s t i c sh a sb e c o m e o n eo ft h em o s tr a p i d l yd e v e l o p i n gi n d u s t r i e sa l lo v e rt h ew o r l d ，w h i l et h el o g i s t i c s s y s t e mp e r f o r m a n c ei sg r e a t l yd e t e r m i n e db yi t ss t r u c t u r e a sa l li m p o r t a n tp a r to fa s u p p l yc h a i n ，d i s t r i b u t i o nc e n t e rc o n n e c t st h es u p p l i e rw i t ht h ec o n s u m e r , w h i c h a f f e c t sl o g i s t i c sc o s t sa n de f j f i c i e n c yo fs u p p l yc h a i n h o w e v e r t h et h e o r e t i c a lr e s e a r c h o fm o d e r nl o g i s t i c sr e l a t i v e l yl a g sb e h i n dt h en e e do ft h el o g i s t i c sp r a c t i c ei no u r c o u n t r y m a n ys e l e c t i o n so fd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o na r em e r e l yb a s e do np a s t e x p e r i e n c ew i t h o u ta n ys c i e n t i f i cv e r i f i c a t i o n ，o ra r ei u s tr e f l e c t i o n so fs h o r t t e r m b e n e f i t s ，w h i c hn o to n l yh a r mt h el o n g t e r md e v e l o p m e n t ，b u ta l s oc a u s ep l e n t i f u l r e s o u r c ew a s t e t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho nt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o ni so fg r e a t e c o n o m i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e s oi nt h ec o n t e x to fs u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n t ， t h i sa u t h o rs t u d i e sw a y st os e l e c tal o c a t i o nf o rd i s t r i b u t i o nc e n t e ra n dp r o p o s e sh e r i m p r o v e m e n tm e t h o d s o nt h eb a s i so ft h et h e o r yo fd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nu n d e rs u p p l yc h a i n e n v i r o n m e n t ，t h r e em a i np r o b l e m sh a v eb e e ns o l v e di nt h i st h e s i s ：t h eg e n e r a lm e t h o d o fd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n ，t h es i n g l e n e s sd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n ，a n d m u l t i d i s t i l b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n i nt h er e s p e c to fg e n e r a ld i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n m e t h o d ，b a s e do nt h ed e t a i l e da n a l y s i so ff a c t o r sa n dt h es u m m a r i z a t i o no fp r i n c i p l e s ， w h i c hi n f l u e n c ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nu n d e rs u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n t ，s u c ha s b a r y c e n t r i cm e t h o d ，b a u m o l - w o l f e ，m i x e d i n t e g e rp r o g r a m m i n ga n da h p ，t h e i r r e s p e c t i v em e r i t s ，d e m e r i t sa n da p p l i c a t i o n sa r ea n a l y z e d a sf a ra st h es i n g l e n e s s d i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o ni sc o n c e r n e d ，t h em e d i a nm e t h o di su s e di nt h ed i s t r i b u t i o n c e n t e rw h i c hh a sc o n s i d e r e dt h ec o m p l e x i t yo fl o c a t i o n m u l t i d i s t r i b u t i o nc e n t e r l o c a t i o ni sc o n s i d e r e da sal e a d e r f o l l o w e rs t y l e ，w h i c he s t a b l i s h e sc o n t a c tb e t w e e n d e c i s i o n m a k e ra n dd i s t r i b u t o r ，t a l c i n gt h ep r o b l e mo ft h ec o m p e t i t i o na f t e rd i s t r i b u t i o n c e n t e rb e i n gb u i l ti n t oc o n s i d e r a t i o na sw e l l b i l e v e lp r o g r a m m i n gi sa d o p t s e da n d m i x e d g e n e t i ca l g o r i t h mm e t h o di su s e di nt h em o d e l i ti sm o r ep r a c t i c a la n d i n s t r u c t i o n a li np r a c t i c e ，w h i c hc a r lp r o v i d er e f e r e n c et od i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o ni n f u t u r e ag o o dm e t h o df o rd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nu n d e rt h eb a c k g r o u n do fs u p p l y c h a i ne n v i r o n m e n ti sp r o v i d e di nt h i st h e s i s ，w h i c he n s u r e st h es c i e n t i f i cs e l e c t i o na n d m a k e st h ed e c i s i o n m a k i n go fd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nm o r ef e a s i b l e b e c a u s eo f t h i s ，t h i st h e s i sc r e a t i v e l yp u t sf o r w a r d ：( 1 ) a b s o l u t em e d i a nl o c a t i o nm e t h o dc a nb e u s e df o rt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n ；( 2 ) t h ec o m p e t i t i o na f t e rt h ee s t a b l i s h e d d i s t r i b u t i o nc e n t e ri ni n c o r p o r a t e di n t ot h em o d e l t h er e f e r e n c ef o rt h es c i e n t i t i c d e c i s i o n m a k i n go ft h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nu n d e rs u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n ti s p r o v i d e di nt h i st h e s i s k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n t ；d i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n ；m e d i a n m e t h o d ；b i l e v e lp r o g r a m m i n g ；g e n e t i ca l g o r i t h i l 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。、 作者签名： 雅纠 日期：加侈年d 岁月纠日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“) 作者签名： 钕燃 日期：加。参年疗月叫日 导师签名： 芬r 纠枕 日期：如。g 年。多月叫日 1 1 研究背景 第一章绪论 现代物流业是把握竞争优势的有效方式，将为国民经济在高起点上持续发展， 提供基础动力。在经济全球化和信息化的推动下，现代物流业己从为社会提供传 统运输服务，扩展到以现代科技、管理和信息技术为支柱的综合物流系统。日前， 许多发达国家和地区己形成了比较成熟的物流管理理念、先进的物流技术和高效 的物流运营系统2 钉。进入2 l 世纪的中国，必将加快现代物流的发展，以此来增强 企业的竞争能力、优化资源配置，提高经济运行质量，实现中国经济体制与经济 增长方式的两个根本性转变，从而推动中国经济的持续健康发展心盯。 随着全球经济一体化趋势日益增强，企业所处的商业环境与工业经济时代相 比已经发生了根本性变化。顾客需求瞬息万变、技术创新日益加剧、产品生命周 期不断缩短、市场竞争日趋激烈，这些构成了影响现代企业生存和发展的三股力 量：顾客( c u s t o m e r ) 、竞争( c o m p e t i t i o n ) 和变化( c h a n g e ) 。在当前这种市场环 境里，过去企业为了适应以“顾客、竞争和变化一为特征的外部环境，总是从节 约原材料和提高劳动生产率两方面来降低生产成本，提高竞争力，占据尽可能大 的市场份额的管理模式已不再适应今天企业的发展，企业需要寻求全新的管理理 论和管理方法，全球制造链以及由此产生的供应链管理思想正好迎合了企业的这 一要求。供应链管理思想的运用，使企业不仅能够面对激烈的国际市场竞争压力， 能够承受市场需求不确定性，而且精简了企业业务流程，充分挖掘自身的潜力， 构筑企业不可复制的核心竞争力堙。 一个良好的供应链能使物流系统合理化和最优化，而配送中心地址选择战略 决策与运输战略、库存战略围绕客户服务目标一起构成了物流系统战略决策的主 体，是供应链环境下物流管理战略研究的主要问题啪1 。在供应链环境下来对配送 中心进行选址就是对供应链环境下可供选择的具体位置的有关影响因素进行分析 和评价，达到选址的最优化。就单个企业而言，配送中心选址决策决定了整个物 流系统及其他层次的结构，反过来，物流系统的其他层次的规划又会影响选址决 策。因此合理的选址方法是物流系统规划中一个重要的环节。然而在我国由于现 代物流理论研究相对滞后于物流实践的需要，所以大多数供应链环境下的配送中 心选址是凭经验做出的想当然的决策，或者是只注重短期效益的决策，不仅不利 于长期发展，而且造成的极大资源浪费。因此在选址之前要进行详细而客观的规 划。国内对选址方法的研究目前还处于初级阶段，虽然提出了很多的选址模型和 方法，但仍然有许多不完善之处。所以，本文针对供应链环境下的配送中心选址 的方法进行了研究，提出了改进的方法。 1 2 研究目的与意义 现代物流管理发展到了供应链管理阶段，物流管理的内容变得更加丰富。在 供应链环境下，发展物流产业首先要考虑的问题就是搭建合理的物流平台，因此 选址问题尤为关键，选址的合理性与否在很大程度上决定了物流网络的模式、结 构和形状甚至供应链的整体绩效，进而影响到区域的经济发展。这不仅因最优的 选址决策可以使企业获取更大的竞争优势并使其在激烈的市场竞争中获胜，而且 因为物流系统中的每个企业作为物流网络的有机组成部分，其选址的合理性与否 对物流成本的影响具有网络效应。一个良好的供应链的标记是其能以最低的费用 和最佳的服务水平把最终产品送到顾客手中。作为供应链关键组成部分的配送中 心( 分配中心) ，连接着供应链的供需两方，决定着供应链的流通费用和运作效率。 配送中心在大幅度减少供应链的效率损失和提高供应链的服务水平方面，是供应 链的其他成员单位所无法比拟的。因此对配送中心选址进行研究具有一定的经济 意义和现实意义。本文通过对供应链环境下配送中心选址理论的分析，提出了一 种基于改进遗传算法的配送选址模型，这样既符合严格的数学理论依据，又考虑 人的主观能动性这一选址的关键因素，做到了主观与客观相统一。从而保证了配 送中心选址的科学性和准确性，使选址决策更具实际意义，对我国物流产业的建 设和发展和物流理论的进一步发展和完善，都具有一定的借鉴意义。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 供应链管理国内外研究现状 近年来，市场竞争日益激烈，如何提高市场竞争成为企业永恒的主题。随着 市场竞争的加剧，企业纷纷在降低成本的同时，大力对企业资源管理进行改革， 引入信息技术帮助企业管理。从2 0 世纪4 0 - 6 0 年代的物料需求计划m r p ( m a t e r i a l r e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) ，经过7 0 年代的制造资源计m r p i i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e p l a n n i n g ) ，到9 0 年代的企业资源计划e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) ，企业 资源管理己经不再局限在企业内部，而是把供应链内的供应商等外部资源也看作 是管理对象纳入管理范畴。把客户需求和企业内部的制造活动，以及供应商的制 造资源整合在一起，形成一个完整的供应链并对供应链上所有环节，如：订单、采 购、库存、计划、生产制造、质量控制、物流、服务与维护、财务管理、人事管 理、项目管理等进行有效管理，这就是所谓的“供应链管理 。供应链管理( s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 是指供应链中各环节内部的计划，设计及管理等活动，以 2 及各环节相互之间的协作，物流、信息流、资金流和组织流的管理等。供应链中 各环节包括供应商、制造和组装工厂、分配中心、零售商和最终客户等组成的网 络由于采用供应链管理可以使企业在多方面获得实在与潜在的收益，优化运行状 况，所以对它的研究与实践越来越受到重视。s t e v e n s ( 1 9 8 9 年) 在“i n t j o f p h y s i c a l d i s t r i b u t i o na n dm a t e r i a lm a n a g e m e n t 的1 9 卷发表文章介绍了集成供应链的概 念，这种思想包括功能集成、企业外部集成、企业内部集成，集成的目的是消除 部门之间或企业之间的障碍；c h a s e 等( 1 9 9 8 年) 在“p r o d u c t i o n & o p e r a t i o n s m a n a g e m e n t m a n u f a c t u r i n g & s e r v i c e s 中给出如下的定义：供应链管理是应用系 统的方法来管理从原材料供应商通过工厂和仓库直到最终顾客的整个信息流、物 流和服务流的过程；马士华认为所谓的供应链管理是一种集成的管理思想和方法， 它执行供应链中从供应商到最终用户的物流的计划和控制等职能。它涉及供应 ( s u p p l y ) 、生产计划( s c h e d u l ep l a n ) 、物流( l o g i s t i c s ) 、需求( d e m a n d ) 四个方面； e v e n s 认为：“供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流，将供应 商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的管理模式胗。p h i l i p 认为供应链管理不是供应商管理的别称，而是一种新的管理策略，它把不同企业 集成起来以增加整个供应链的效率，注重企业之间的合作；北京工商管理学院的 何明坷认为，供应链管理实际上应该包括供应链组织内部各功能部门之间的集成 和在供应链上下游组织之间的集成，集成的内容包括商流、物流、信息流等，集 成的对象有资源、组织、业务、流程等。 供应链从8 0 年代初提出概念到现在，已经有了很大的发展。其外延从企业内 部供应链发展为现在的覆盖产品整个生命周期的全程供应链。特别是近年来网络 技术和电子商务技术的发展和逐渐普及，为供应链的研究和应用提供了强有力的 技术支持。于是，供应链建模、供应链设计、供应链流程重组、供应链的集成、 供应链的计划与调度、供应链的优化、供应链的伙伴关系、供应链的决策等问题 成为了研究的热点。许多企业管理软件公司如s a p 、b a a n 、p e o p l e s o f i 、l o g i l i t y 、 l o g i s t i cl t d 等在其e r p 软件中专门提供了供应链管理系统和解决方案口2 】1 3 朝。国内 外的一些高等院校和研究院所也在从事供应链的研究。 1 3 2 配送中心选址的国内外研究现状 物流配送中心规划问题包括物流配送中心数量设置决策与物流配送中心选址 规划。物流配送中心数量设置决策主要研究在给定的位置设置策略与一定的物资 运输量条件下，按照利润最大化、运营成本最低或者其他条件，确定物流配送中 心的设置数量。物流配送中心选址规划通常是在给定物流配送中心数量的前提下， 综合考虑各地运输物资数量、频度、交通状况、运输成本等各种因素，决定在何 地设置物流配送中心。按照系统中物流配送中心设置的数量，可以将物流配送中 3 心选址规划分为单物流配送中心选址规划与多物流配送中心选址规划问题。物流 配送中心数量设置决策与物流配送中心选址规划是密切相关的，但是为了研究方 便，目前的研究往往假设给定物流配送中心选址规划计算物流配送中心数量，或 者给定数量，选择合理的配送位置。 由于物流配送中心选址问题是一项复杂的系统工程，考虑的因素众多，在实际 研究或应用中，考虑的侧重点不同，因而各种研究成果的条件和方法都有较大差 别，但是对于科学合理地规划我国各种类型的物流配送中心而言，都有许多值得 借鉴之处。在物流配送中心选址问题研究中，人们往往站在配送核心企业的角度 将建设物流配送中心的费用、运输费用或者运输距离等作为目标函数，忽略了分 销商的需求在选址中是应该作重点考虑的问题，分销商总是朝着费用支出最小的 方向选择配送中心，这对配送中心选址决策有较大影响，对于物流配送中心选址 是至关重要的。国外对物流选址问题的研究己经有6 0 余年的历史，国内在这方面 的研究起步较晚，只有1 0 余年的历史，但也有许多学者对其进行了较深入的研究， 在理论和实践上都取得了较大的成果。 选址理论最初是由a l f r e dw e b e r 提出的，他考虑了这样一个选址问题：确定一 个仓库使得仓库与系列在地理上分散的需求点之间的旅行距离最短7 1 。而经济 学家h o t e l l i n g 提出了竞争性选址问题：两个相互竞争的供应商在一条线路上的 选址问题。此后，选址决策的研究在工业、农业、物流业、城市规划、通讯、铁 路等行业进行了一系列相关的应用。但是，在十九世纪六十年代中期以前，该领 域的研究工作主要是一些互不联系的应用，还没有形成统一的理论1 。h a k i m i 的 论文激发了人们对选址问题的更大的兴趣，他考虑了一个一般化的问题：在网络 中确定一个或几个设施，从而使得距离之和最小或最小化网络中设旄与需求点之 间的最大距离 3 9 o 从此，相当数量的研究人员在不同的领域开始从事选址理论与 方法的研究，这些领域包括：经济学、工程学、地理学、数学、运筹学、规划与区 域地理学等等n 们、舶1 。大量不同类型的问题被确定并被求解，选址方法也被扩展到 许多不同的实际应用中。 国内开展选址模型研究的起步较晚，蔡希贤等于二十世纪八十年代中期对国 外的一些经典的选址模型进行了介绍。该书详细介绍了b a u m o l w o l f e 模型、混合 整数规划模型、有能力限制的设施选址问题等模型与相应的算法。在随后较长的 一段时间内，选址问题的模型研究并未引起国内学者的足够重视，直到九十年代 中后期，随着供应链管理和物流研究的兴起，广大学者才开始关注选址问题。 与国外选址研究的发展历程不同，国内选址问题的模型研究是从多目标选址 问题开始的，这体现了国内选址问题的模型研究较好地吸收了国外相关研究的先 进成果，能够在一个较高的起点上开展进一步的工作。最初的多目标平面选址问 题是无约束的他1 ，考虑了两个距离目标：欧几里德距离最小和绝对值距离最小。运 4 用模拟退火算法对该完全n p 难题进行求解。随后，马良等1 又对有约束的多目标 平面选址问题进行了研究，仍然采用模拟退火算法对模型进行求解。模拟退火算 法虽然可以有效的求解此类问题，但是其运算效率非常低，而且往往最终解不一 定是稳定解。因此，蒋良奎1 对他们的工作进行了改进，提出了一种将混沌优化方 法与d i x o n 算法相结合的混合算法，该算法可以克服模拟退火算法最终解收敛于 局部最优解的缺陷，同时具有较快的收敛速度。张显东嫡1 等较早的对有竞争的单一 设施选址问题进行了研究，但是没有对模型的求解给出一个有效的方法。肖华勇1 等注意到了张显东等人的工作，因此对他们的模型进行了分析，推导了模型的求 解过程，并用实际算例对模型进行了检验，从而发现了模型的不合理性；同时， 作者们提出了竞争性选址模型合理性的三个原则。除了市场占有率之外，利润也 是竞争性选址决策的目标之一，孙元欣h 1 等研究了竞争性多设施选址问题，目标是 使得原有设施与新增设施的利润之和最大。提出了相应的遗传算法的求解方法。 随着物流研究的兴起，人们开始关注于配送中心的选址问题。刘海燕等1 研究 了具有分段线性成本函数的物流中心选址问题，建立了混合整数规划模型，目标 是使系统的总成本最小，其中成本项目包括：配送中心的总可变费用、建设总费用、 管理费用、最小扩建费用等，并提出了基于b e n d e r s 分解思想的算法。通过求解 该模型，可以得到应该新建、扩建或关闭的配送中心的数量，并可以求出生产基 地与配送中心之间、配送中心与顾客之间产品运输的数量。以往研究配送中心选 址问题时，通常忽略库存费用或认为库存费用与问题无关。但是，黎青松等憎1 对典 型的库存策略和需求特征下的库存最优解的分析表明：最优库存费用与其承担的 需求量之间具有非线性关系，库存费用与运输费用构成配送中心可变成本的主要 部分。因此，他们研究了总库存费用与配送中心数量之间的关系，并进一步提出 了一个考虑库存费用的p 个中点选址模型，并设计了相应的算法来求解该模型。常 玉林等n 们研究了有能力限制的单设施随机选址模型，该模型考虑了紧急事件到达 服从泊松分布的m g l 的排队系统在具有顾客损失的情况下，实现服务一随机顾 客的平均费用最小化的目标。袁庆达等1 提出了优化区域公共物流中心规模和选 址问题的二级非线性规划模型，其中车流量、车辆出行数量、车辆平均数量等参 数为随机变量，并设计了求解该模型的遗传模拟退火算法，并给出了一个实际的 算例。针对需求量应该为随机变量这一现实情况，杨波等n 羽提出了一个单设施随 机选址模型，通过计算n 个各选设施地址的停止一损失值，确定选址问题的停止 一损失序，采用最小值标准确定最优设施地址。王战权3 1 等针对配送中心的选址 问题，通过建立选址的遗传算法模型，研究了算法设计，分析了其特点，并与传 统的混合整数规划解法进行了分析比较。高自友“等提出一类有竞争的物流配送 中心选址模型，把求解的问题归结为无约束的非线性规划问题，并给出了迭代算 法。孙会君n 钉等提出了考虑路线安排下的物流配送中心选址双层规划模型并给出 5 了求解算法。龚延成1 等介绍了以最低送货运输费用为目标，借助最小二乘法， 推导出单物流配送点的选址模型及其迭代算法。在此基础上重点分析了已知物流 配送点数目条件下的选址和物流服务分配问题，提出用二进制数的矩阵来描述物 流服务分配方案，推导出其选址的数学模型并给出交替选址迭代算法，最后提出 了如何把在未知配送点数目条件下的选址问题转化为已知配送点数目条件下的选 址模型。张培林n ”等在考虑了产品运输成本和配送中心运营可变成本的基础上， 建立了一个有关多个配送中心的选址模型，用“表上作业法一和“启发式 算法 对其进行了优化求解。丁浩“等研究了城市物流配送中心选址方法，提出了0 一l 型整数规划问题，通过经验比选预选物流配送中心备选地址，预定拟建物流配送 中心个数，计算择优的始点，并确定上述模型中涉及的参数后，可以计算物流配 送中心选址方案的费用，并取费用最小的方案作为最优方案。谭凌1 9 1 等提出了基 于库存成本优化的配送中心选址问题，研究了需求不确定、存在运输规模经济下 的连锁零售企业的配送中心选址问题。孙焰“0 1 提出了结合重心法与层次分析法的 两阶段物流中心选址方法，使其在准确性和完备性上相互补足。 由于国内选址模型研究的起点较高，所建立的模型一般都为n p 难题，因此， 在求解模型的算法方而一般没有突破性的进展，主要采用遗传算法和模拟退火算 法这两种启发式算法。 1 4 论文主要工作及研究内容 本文的主要研究内容如下： ( 1 ) 对供应链环境下的配送中心选址择决策理论进行分析，介绍供应链和供应 链管理的基本概念，在此基础上，给出供应链环境下配送中心选址的目标、原则、 影响因素，并对它们进行具体的论述。 ( 2 ) 对配送中心选址中常用的选址方法如重心法、鲍姆尔一沃尔夫法、混合整 数规划法和层次分析法等进行分析，并给出它们的优缺点和适用范围。 ( 3 ) 在分析常用配送中心选址方法优缺点和适用范围的基础上，结合供应链整 体优化下配送中心选址复杂性，提出了用中位法来进行单配送中心选址。 ( 4 ) 把多配送中心选地址问题看做是一个指导者一跟随者问题，采用双层规划 来建立选址模型。并采用混合遗传算法来求解上层规划。 6 第二章供应链管理及选址的基础理论 2 1 供应链概述 2 1 1 供应链的概念 供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材 料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的 将供应商、制造商、分销商、零售商、直到最终用户连成一个整体的功能网链结 构模式。它是一个范围更广的企业结构模式，它包含所有加盟的企业，从原材料 的供应开始，经过链中不同企业的制造加工、分销、零售等过程直到最终用户。 它不仅是一条连接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链， 物料在供应链上因加工、包装、运输等过程而增加其价值，给相关企业都带来收 益。 2 1 2 供应链的网链结构模型 一般说来，供应链由所有加盟的结点企业组成，其中一般有一个核心企业( 可 以是制造企业、也可以是大型零售企业) ，结点企业在需求信息的驱动下，通过供 应链的职能分工与合作( 生产、分销、零售等) ，以资金流、物流、商流为媒介实 现整个供应链的增值。根据供应链的定义，其结构可以归纳为图2 1 所示的模型口： 图2 1 供应链网络结构模型图 供应供应链制造装配分销零售需求用 奉 + i 需求和设 i 信息漉 iil 1 j 】j 【i _ j 需求拉动_ 销售点信息 7 户、用户的用户组成的一个网链结构。一个企业是一个节点，节点和节点之间是 一种需求和供应关系。 2 1 3 供应链的主要特征 通过对供应链的定义和供应链的网链结构模型的分析，可以总结出供应链具 有以下主要特征： ( 1 ) 围绕核心企业。供应链一般是围绕核心企业来展开的，核心企业通常是供 应链的信息交换中心和物流集散中心，同时也承担着组建供应链并协调企业间关 系的使命。 ( 2 ) 面向用户需求。供应链的形成、存在、重构，都是基于一定的市场需求而 发生，并且在供应链的运作过程中，用户的需求是拉动供应链中信息流、物流、 资金流运作的驱动源。 ( 3 ) 结构的复杂性。供应链节点企业组成的跨度通常很大，往往会有多个、多 类型甚至多国家企业构成，因此供应链的结构模式比一般单个企业的更为复杂。 ( 4 ) 角色的多样性。在现实中，企业往往同时处于多个供应链网络之中，在供 应链中同时承担着供应和需求的角色，众多供应链的相互交叉和企业身兼多种角 色，增加了企业协调的难度。 。 ( 5 ) 动态性。由于企业战略目标的改变和适应市场需求变化的需要，供应链上 的企业需要动态的更新，这就使得供应链具有明显的动态性。 2 2 供应链管理 2 2 1 供应链管理的概念 供应链管理是指对整个供应链系统进行计划、协调、执行、控制和优化的各 种活动和过程，是从原材料供应商一直到最终用户的关键业务过程的集成管理， 其目标是要将客户所需的正确的产品( r i g h tp r o d u c t ) 能够在正确的时间( r i g h t t i m e ) ，按照正确的数量( r i g h tq u a n t i t y ) 、正确的质量( r i g h tq u a l i t y ) 和正确 的状态( r i g h ts t a t u s ) ，以正确的价格( r i g h tp r i c e ) 送到正确的地点( r i g h t p l a c e ) ，以实现总成本最小。 2 2 2 供应链管理的内容 供应链管理主要涉及到四个领域：供应、生产作业、物流和需求。供应链管理 是以同步化、集成化生产计划为指导，以各种技术为支持，尤其以i n t e r n e t 为依 托，围绕供应、生产作业、物流和需求来实施。 8 为了更好的帮助企业进行供应链管理，全球供应链论坛给出了供应链管理关 键业务过程的定义，它包括：客户关系管理、需求供给管理、客户订单管理、生 产流程管理、采购和供应商关系管理、产品开发管理、退货与逆向物流管理。 ( 1 ) 客户关系管理 它是一种以客户为中心的管理思想和经营理念，旨在改善企业与客户之间的 关系，在市场、销售、服务与技术支持等与客户相关的领域内，通过提供更快速 和周到的服务，吸引和保持更多的客户，并通过对营销业务流程的全面管理来降 低产品的销售成本，通过完善的客户服务和深入的客户分析来满足客户的需求。 ( 2 ) 需求供给管理 需求供给管理是将客户的需求与企业的供应能力相匹配和平衡的过程，一个 好的需求供给管理系统采用“售出点 和关键客户数据来减少供应链上的不确定 性，并为这个供应链提供有效的信息流和产品流。到目前为止，客户需求是可变 性的最大来源，它是从不规则订单中滋生的，因此，接收订单时需要进行多资源 和多路由的选择。在供应链管理中，需求供给管理是非常重要的一个环节。 ( 3 ) 客户订单管理 它实际上是一个根据市场和客户的需求，最大限度地利用自己手中和供应链 上其他成员能整合的资源和供给能力来按时、按质、按量地满足客户订单需求的 过程。该过程将企业各相关部门的计划集成在一起，并与供应链上的有关成员企 业的业务紧密相联、结成伙伴关系，在尽量减少总交货成本的情况下满足客户需 求，将货物送交到客户手中。 ( 4 ) 生产流程管理 企业以e r p ( 企业资源计划) 来管理生产和为分销渠道提供产品多是采用“推一 式的驱动方式，特别是在面向库存生产的制造过程中，常常会出现生产出不符合 市场和客户需求的产品，造成了不必要的库存，而过多的库存又导致成本增加。 有了供应链管理，产品生产是由基于客户需求的计划拉动的。生产制造过程必须 能灵活地响应市场变化。这种灵活性能够快速地执行所有的变化以适应大量的客 户化要求。在供应链管理的模式下，企业的生产计划人员可以与客户的计划人员 一同在线协同工作，为客户提供针对性的需求满足，缩短生产制造周期时间和改 进生产过程的柔性，这意味着缩短了客户的等待时间。 ( 5 ) 采购和供应商关系管理 这一过程实现了战略性的管理与供应商的关系并获得战略性的资源，与供应 商一同去支持制造过程和新产品开发。该流程将供应商在不同的范围上进行分类， 例如，他们对企业的贡献和关键性程度等。长期的伙伴关系被发展成一种小的、 核心的供应商团体，从传统的招标和购买系统转变为使关键的供应商在产品设计 周期的早期就参与进来，在设计工程和采购过程中实现协同的运作，这会使产品 9 开发周期显著地缩短，并尽快投放市场。这种与供应商的长期稳固的关系是一种 利益均沾的、双赢的伙伴关系。 ( 6 ) 产品开发管理 为了缩短产品投放市场的时间，必须将客户和供应商的相关业务流程都集成 到产品开发的过程中。由于产品生命周期的不断缩短，企业为了保持其竞争力， 必须不断地开发出新产品、并成功地在缩短设计时间的前提下将产品推向市场。 产品开发和商品化过程需要采用客户关系管理和供应商管理技术，协同地确定客 户需求，选择最合适的供应商和物料，将产品开发、生产制造流程与市场结合， 为市场和客户提供最好的产品。 ( 7 ) 退货和逆向物流管理 管理退货和逆向物流同样可以为企业提供了取得持续竞争优势的机会。有效 的退货流程管理能够使企业改善市场形象并获取市场机会，更好地改善与客户之 间的关系，提高资产的利用率，降低成本。 2 2 3 供应链管理的目标 供应链管理的目标即是通过调和总成本最低化、客户服务最优化、总库存最 小化、总周期时间最短化以及物流质量最优化等目标之间的冲突，实现供应链绩 效的最优化。 ( 1 ) 总成本最低化。众所周知，采购成本、运输成本、库存成本、制造成本以 及供应链物流的其他成本费用都是相互联系的。因此，为了实现有效的供应链管 理，必须将供应链各成员企业作为一个有机整体来考虑，并使实体供应物流、制 造装备物流与实体分销物流之间达到高度均衡。 ( 2 ) 客户服务最优化。在激烈的市场竞争时代，当许多企业都能在价格、特色 和质量等方面提供相类似的产品时，优质化的客户服务能给企业独特的竞争优势。 宗观当前的每一个行业领域，从计算机、服装到汽车，消费者都有广泛而多样化 的选择余地。任何企业都承担不起惹怒顾客的代价。企业提供的客户服务水平， 直接影响它的市场份额、物流总成本，并且最终影响其整体利润。供应链管理实 施的目标之一，就是通过上下游企业协调一致的运作，保证达到客户满意的服务 水平，吸引并保留客户，最终实现企业的价值最大化。 ( 3 ) 总库存成本最小化。传统的管理思想认为，库存是维系生产与销售的必要 措施，因而企业与其上下游企业在不同的市场环境下只是实现了库存的转移，整 个社会的总库存并没有减少。按照j i t 管理思想，库存是不确定的产物，任何库 存都是浪费。因此，在实现供应链管理目标的同时，要使整个供应链的库存控制 在最低的程度。“零库存一反映的既是这一目标的理想状态。所以，总库存最小化 目标的达成，有赖于对总个供应链的库存水平与库存变化的最优控制，而不只是 1 0 单个成员企业库存水平的高低。 ( 4 ) 总周期时间最短化。在当今的市场竞争中，时间已成为竞争成功最重要的 要素之一。当今的市场竞争不再是单个企业的竞争，而是供应链与供应链之间的 竞争。从某种意义上来说，供应链之间的竞争实际是时间的竞争，即必须实现快 速有效客户反应，最大限度地缩短从客户发出定单到获取满意交货的整个供应链 的总时间周期。 ( 5 ) 物流质量最优化。企业产品或服务质量的好坏关系到企业的成败。同样供 应链企业间服务质量的好坏也直接关系到供应链的存亡。如果在所有业务过程完 成以后，发现提供给最终客户的产品或服务存在缺陷，就意味着所有成本的付出 将得不到任何的价值补偿，供应链物流的所有业务活动都会变成非增值活动，从 而导致整个供应链的价值无法实现。因此，达到和保持服务质量的水平，也是供 应链管理的重要目标。 2 3 供应链建模与优化的原则和内容 2 3 1 供应链建模与优化的原则 供应链建模及其优化分析是当前以及未来供应链管理研究中的重要问题。供 应链结构通常由所有节点企业组成，其中一般有一个核心企业，节点企业在需求